[发明专利]大型船坞坞底出流式虹吸灌水流道

说明书

技术领域

本发明是关于大型船坞的，特别涉及一种大型修造船坞的坞底出流方式的虹吸灌水流道。

背景技术

船坞作为修造船水工建筑物的重要设施，决定着一个国家修造船的能力和工艺水平。传统大吨位船舶的主要建筑场地是船台，但随着船舶吨位的增大，船台使用受到限制，船坞因拥有许多优点而逐渐成为修造船的主要设施。2006年国务院《船舶工业中长期发展规划》中明确指出，我国将新建和扩建以30万吨级以上船坞为代表的修造船基地，重点建设环渤海、长江口、珠江口三大造船基地和渤海湾、长江中下游、闽浙沿海等大型修船基地。

随着我国大型船坞建设高潮的到来，传统基于小吨位制订的《干船坞设计规范》(交通部，1987)有关船坞灌水流道的设计方法及规定已不能满足大型船坞建设的需求。这主要体现在几个方面：一是大型船坞的坞室一般空间较大，需要的灌水体积也相应增大，为了满足灌水时间的要求(一般要求控制在2.0至2.5小时之间)，灌水流道的流量必须很大，而为了增大流量，必须对流道的水动力特性进行优化设计；第二，流道内流量增大后，需要进一步考虑流道的结构和材料强度，以满足长期安全、稳定运行的要求；第三，流道内流量增大后，流道出口流速将相应增大，从而引起坞室内水面波动问题，影响坞室内船舶的稳定性和安全性。

船坞灌水方式一般分为坞门开孔灌水、坞墙短廊道灌水和虹吸灌水三种方式。虹吸灌水方式与前二者相比，具有灌水流量大、免设闸阀、使用和维护费用低等诸多优点，但对于上述的三方面的缺点则需要进行创造性优化设计和改进，以达到提高其工作效率和安全性的目的。

发明内容

本发明旨在针对目前大型船坞虹吸灌水方式灌水效率低、水动力设计欠佳、坞室出水波动较大且容易引发船舶安全事故等问题，提供一种优化、高效、可靠虹吸灌水流道。

本发明通过如下技术方案予以实现。

本发明大型船坞底出流式虹吸灌水流道，由进口段(12)、虹吸段(13)和出口段(14)组成，其特征在于，所述虹吸段(13)设置有虹吸管道(3)，虹吸管道(3)的上方为圆弧形状的流道驼峰段(4)，流道驼峰段(4)的顶端设置有抽气阀门(5)；虹吸管道(3)的出口与出口段(14)相连接；出口段(14)设置有储水消能墙(6)，出口段(14)的底部低于坞室内的坞底板(10)和坞室墙体(9)，储水消能墙(6)与坞室墙体(9)之间设置有消能柱(7)，在出口段(14)的出口(15)处设置有出水格栅(8)；

所述储水消能墙(6)贯通于坞底出流式虹吸灌水流道的横截面；

所述流道驼峰段(4)的曲率半径R为5.0-6.0m；

所述流道驼峰段(4)的峰顶高度h为3.5-4.5m。

所述消能柱(7)为4行4列，每行消能柱为4个，每列消能柱为4个；消能柱的截面采用边长为10-15cm的正方形，柱间间距为30-40cm。

所述出水格栅(8)为一个，出水格栅上均匀设置有孔径为100cm²的方形出水孔。

本发明的有益效果是：

1.采用本发明提出的虹吸流道驼峰段的最优曲率半径技术，能够使水流过弯产生的离心力将与水流静水压强产生的压力相互平衡，最终作用在管道壁面上的压力最小。这样在优化流道水动力特性的同时，可以节省流道建造的成本。另外，最优驼峰峰顶高度设计方法能够综合考虑过流安全与负压限制因素，为综合最优方案。

2.在流道出口段，增设消能柱和消能格栅，可以在不减小灌水流量的前提下，改善出流流态，使得出流平稳，同时使坞室内水面波动大大降低。

3.坞底出流的出流方式能够避免灌水流道高速水流直接冲击坞内船舶，大大优化坞室内的水流流态。

附图说明

图1是本发明坞底出流式虹吸灌水流道的结构示意图；

图2是图1的消能柱A-A剖视图；

图3是图1的消能格栅B-B剖视图。

本发明图1的附图标记如下：

1——海水位          2——挡水墙体

3——虹吸流道        4——流道驼峰段

5——抽气阀门        6——储水消能墙

7——消能柱          8——出水格栅

9——坞室墙体        10——坞底板

11——坞室内水位     12——进口段

13——虹吸段         14——出口段

15——出口

本发明图2的附图标记如下：